DE102016225850B3 - Radial lens assembly with optical zoom device and optical sensor having such a radial lens assembly - Google Patents

Radial lens assembly with optical zoom device and optical sensor having such a radial lens assembly Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialobjektivanordnung (100) zum Erzeugen einer optischen Abbildung eines Erfassungsbereichs. Die Radialobjektivanordnung (100) umfasst eine zentrale Lichtumlenkeinheit (120), die ausgebildet und angeordnet ist, aus dem Erfassungsbereich kommendes Licht (10) zu brechen und gerichtet weiterzuleiten. Ferner umfasst die Radialobjektivanordnung (100) eine Lichtsammeleinheit (160), die ausgebildet und angeordnet ist, von der zentralen Lichtumlenkeinheit (120) weitergeleitetes Licht (12) zu empfangen und zum Erzeugen der optischen Abbildung auf eine Beobachtungsfläche (110) der Lichtsammeleinheit (160) zu projizieren. Die zentrale Lichtumlenkeinheit (120) umfasst eine Anzahl von optischen Ringen (122, 124, 126), welche ortsfest in der Radialobjektivanordnung (100; 200) angeordnet sind, wobei ein jeweiliger der Anzahl von optischen Ringen (122, 124, 126) eine äußere Manteloberfläche umfasst (122-1; 124-1; 126-1), welche in radiale Richtung weist, und wobei die zentrale Lichtumlenkeinheit (120) derart angeordnet ist, dass das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht (10) an der jeweiligen äußeren Manteloberfläche (122-1; 124-1; 126-1) einfällt. Erfindungsgemäß umfasst die zentrale Lichtumlenkeinheit (120) ferner eine optische Zoomvorrichtung (127) zum Hineinzoomen in einen Beobachtungsabschnitt des Erfassungsbereichs und/oder zum Herauszoomen aus einem Beobachtungsabschnitt des Erfassungsbereichs, wobei der Beobachtungsabschnitt durch das Hineinzoomen auf der Beobachtungsfläche (110) vergrößert abgebildet wird, und wobei der Beobachtungsabschnitt durch das Herauszoomens auf der Beobachtungsfläche (110) verkleinert abgebildet wird.The present invention relates to a radial lens assembly (100) for generating an optical image of a detection area. The radial lens assembly (100) includes a central light redirecting unit (120) that is configured and arranged to break and directionally transmit light (10) from the sensing area. The radial lens assembly (100) further comprises a light collection unit (160) configured and arranged to receive light (12) propagated from the central light redirecting unit (120) and to generate the optical image on an observation surface (110) of the light collection unit (160). to project. The central light redirecting unit (120) comprises a number of optical rings (122, 124, 126) fixedly disposed in the radial lens assembly (100, 200), wherein a respective one of the plurality of optical rings (122, 124, 126) is an outer one Mantle surface comprises (122-1; 124-1; 126-1) which faces in the radial direction, and wherein the central light deflection unit (120) is arranged such that the light (10) coming out of the detection area is deposited on the respective outer mantle surface (12). 122-1; 124-1; 126-1). According to the present invention, the central light redirecting unit (120) further comprises an optical zooming device (127) for zooming in and out of an observation portion of the detection range, the observation portion being magnified by zooming in on the observation surface (110), and wherein the observation section is reduced in size by the zooming out on the observation surface (110).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialobjektivanordnung zum Erzeugen einer optischen Abbildung eines Erfassungsbereichs, insbesondere eine Radialobjektivanordnung für einen optischen Rundumsichtsensor. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen optischen Sensor, der eine solche Radialobjektivanordnung aufweist. The present invention relates to a radial objective arrangement for generating an optical image of a detection area, in particular a radial objective arrangement for an all-round optical sensor. Furthermore, the present invention relates to an optical sensor having such a radial lens assembly.

Eine derartige Radialobjektivanordnung, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2013 208 722 A1 bekannt ist, umfasst eine zentrale Lichtumlenkeinheit und eine Lichtsammeleinheit. Dabei ist die zentrale Lichtumlenkeinheit ausgebildet und angeordnet, aus dem Erfassungsbereich kommendes Licht zu brechen und zunächst gerichtet weiterzuleiten. Der Erfassungsbereich ist beispielsweise ein oberhalb bis/und/oder unterhalb der Radialobjektivanordnung liegender Bereich. Wird beispielsweise ein Mittelpunkt der Radialobjektivanordnung als Mittelpunkt eines Kugelkoordinatensystems betrachtet, so umfasst der Erfassungsbereich Koordinaten, die einen beliebigen Azimutwinkel zwischen –180° bis +180° aufweisen sowie einen Polarwinkel zwischen etwa 0° bis 90° und/oder 90° bis 180°. Der Erfassungsbereich beginnt an den äußeren Manteloberflächen der zentralen Lichtumlenkeinheit. Der Erfassungsbereich erstreckt sich unterhalb bis/und/oder oberhalb der zentralen Lichtumlenkeinheit. Die zentrale Lichtumlenkeinheit umfasst eine Anzahl von optischen Ringen (d.h. mindestens einen optischen Ring), welche ortsfest in der Radialobjektivanordnung angeordnet sind, wobei das einfallende Licht an der äußeren Manteloberfläche eines jeweiligen der Anzahl von optischen Ringen einfällt. Die Anzahl von optischen Ringen der Lichtsammeleinheit fungiert als Linse der Radialobjektivanordnung. Die optischen Ringe sind derart angeordnet, dass das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht an der jeweiligen äußeren Manteloberfläche einfällt. Such a radial lens assembly, as for example from the DE 10 2013 208 722 A1 is known, comprises a central Lichtumlenkeinheit and a light collection unit. In this case, the central Lichtumlenkeinheit is formed and arranged to break out of the detection area coming light and forward directionally directed. The detection area is, for example, an area lying above to / and / or below the radial objective arrangement. If, for example, a center of the radial objective arrangement is viewed as the center of a spherical coordinate system, the detection area comprises coordinates which have an arbitrary azimuth angle between -180 ° to + 180 ° and a polar angle between approximately 0 ° to 90 ° and / or 90 ° to 180 °. The detection area starts at the outer lateral surfaces of the central light deflection unit. The detection range extends below to / and / or above the central Lichtumlenkeinheit. The central light redirecting unit comprises a number of optical rings (ie, at least one optical ring) fixedly disposed in the radial lens assembly, the incident light being incident on the outer circumferential surface of a respective one of the plurality of optical rings. The number of optical rings of the light collection unit functions as a lens of the radial lens assembly. The optical rings are arranged such that the light coming from the detection area is incident on the respective outer jacket surface.

Die Lichtsammeleinheit ist ausgebildet und angeordnet, von der zentralen Lichtumlenkeinheit weitergeleitetes Licht zu empfangen und zum Erzeugen der optischen Abbildung auf eine Beobachtungsfläche der Lichtsammeleinheit zu projizieren. Die Lichtsammeleinheit ist beispielsweise als optischer Kegel ausgestaltet, wobei eine Grundfläche des Kegels die Beobachtungsfläche bildet. Von der Beobachtungsfläche aus ist das Licht bevorzugt einer Auswerteeinheit zugeführt, die beispielsweise ausgebildet ist, eine Helligkeit zu messen und/oder eine Helligkeitsänderung zu detektieren. Die Kegelgrundfläche des Kegels ist beispielsweise kreisförmig. Je nach Anwendungsbereich kommen jedoch auch andere Formen für die Kegelgrundfläche in Betracht. Beispielsweise ist eine im Wesentlichen ellipsenförmige Kegelgrundfläche für die Erfassung eines Spielfeldes eines Sportstadions zweckmäßig. The light collection unit is configured and arranged to receive light transmitted by the central light deflection unit and to project it onto an observation surface of the light collection unit for generating the optical image. The light-collecting unit is designed, for example, as an optical cone, wherein a base of the cone forms the observation surface. From the observation surface, the light is preferably fed to an evaluation unit, which is designed, for example, to measure a brightness and / or to detect a change in brightness. The cone base of the cone is, for example, circular. Depending on the field of application, however, other shapes for the conical base come into consideration. For example, a substantially elliptical cone base is useful for detecting a playing field of a sports stadium.

Eine solche Radialobjektivanordnung eignet sich insbesondere, um in den technischen Gebieten der Bewegungserkennung, Bewegungsdetektion, Bilderkennung und der Lichtintensitätsbestimmung sowie im Bereich der Datenkommunikation eingesetzt zu werden. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Radialobjektivanordnung zum Erzeugen einer Abbildung einer 360°-Rundumsicht des Erfassungsbereichs. Die erfindungsgemäße Radialobjektivanordnung eignet sich ferner insbesondere, im Rahmen eines bewegungsfreien Sensors für Kommunikationssignale und/oder Umgebungsabbildungen eingesetzt zu werden. Die Radialobjektivanordnung taugt sowohl für den Taggebrauch als auch für den Nachtgebrauch. Such a radial objective arrangement is particularly suitable for use in the technical fields of motion detection, motion detection, image recognition and light intensity determination, as well as in the field of data communication. In particular, the radial objective arrangement according to the invention is suitable for generating an image of a 360 ° all-round view of the detection area. Furthermore, the radial objective arrangement according to the invention is particularly suitable for being used as part of a motion-free sensor for communication signals and / or surrounding images. The radial lens assembly is good for both daytime use and night use.

Die DE 600 37 040 T2 beschreibt verschiedene Stereokamera-Anordnungen zum Aufzeichnen von panoramischen Bildern. Dabei umfasst jede Kamera-Anordnung ein gebogenes optisches Element, wie einen Spiegel oder eine Linse, um ein verhältnismäßig weites Gesichtsfeld bereitzustellen. The DE 600 37 040 T2 describes various stereo camera arrangements for recording panoramic images. In this case, each camera arrangement comprises a curved optical element, such as a mirror or a lens, to provide a relatively wide field of view.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Radialobjektivanordnung der eingangs beschriebenen Art ist nachteilig, dass diese nicht die Möglichkeit bieten, gezielt einen bestimmten Ausschnitt des Erfassungsbereichs vergrößert auf der Beobachtungsfläche abzubilden. Wenn die auf der Beobachtungsfläche projizierte Abbildung beispielsweise einer Auswerteeinheit zugeführt und von dieser digital weiterverarbeite wird, kann zwar grundsätzlich eine digitale Zoomfunktion umgesetzt werden. Jedoch ist mit einem lediglich digitalen Zoom im Allgemeinen ein Verlust an Auflösung und damit ein Qualitätsverlust der Abbildung verbunden. In known from the prior art radial lens assembly of the type described above is disadvantageous that they do not offer the opportunity to selectively zoom a certain section of the detection area on the observation surface. If, for example, the image projected on the observation surface is fed to an evaluation unit and further processed digitally by it, a digital zoom function can in principle be implemented. However, a mere digital zoom is generally associated with a loss of resolution and thus a loss of image quality.

Es ist daher eine der Erfindung zugrundliegende Aufgabe, eine Radialobjektivanordnung zum Erzeugen einer optischen Abbildung eines Erfassungsbereichs bereitzustellen, welche eine gezielte Vergrößerung und/oder Verkleinerung der Abbildung eines Ausschnitts des Erfassungsbereichs in einer hohen Auflösung ermöglicht. It is therefore an object underlying the invention to provide a radial objective arrangement for generating an optical image of a detection area, which enables a targeted enlargement and / or reduction of the image of a section of the detection area in a high resolution.

Diese technische Aufgabe wird gelöst durch eine Radialobjektivanordnung nach Anspruch 1. This technical problem is solved by a radial objective arrangement according to claim 1.

Demnach umfasst die zentrale Lichtumlenkeinheit eine optische Zoomvorrichtung zum Hineinzoomen in einen Beobachtungsabschnitt des Erfassungsbereichs und/oder zum Herauszoomen aus einem Beobachtungsabschnitt des Erfassungsbereichs, wobei der Beobachtungsabschnitt durch das Hineinzoomen auf der Beobachtungsfläche vergrößert abgebildet wird, und wobei der Beobachtungsabschnitt durch das Herauszoomens auf der Beobachtungsfläche verkleinert abgebildet wird. Eine erfindungsgemäße optische Zoomvorrichtung ermöglicht einen optischen Zoom durch eine gezielte Veränderung einer Brennweite der Radialobjektivanordnung, derart dass ein reelles Bild, welches auf die Beobachtungsfläche projiziert wird, vergrößert bzw. verkleinert abgebildet wird. Dabei können Abschnitte des Erfassungsbereichs, welche nicht dem Beobachtungsabschnitt liegen, ausgeblendet werden, d.h. nicht auf der Beobachtungsfläche abgebildet werden. Durch die erfindungsgemäße optische Zoomvorrichtung kann gegenüber alternativen Lösungen, die beispielsweise auf einem digitalen Zoomverfahren beruhen, eine vergleichsweise hohe Auflösung auch der Abbildung des entsprechend vergrößerten oder verkleinerten Beobachtungsabschnitts erzielt werden. Accordingly, the central light-deflecting unit includes an optical zooming device for zooming in and out of an observation section of the detection section and / or zooming out of an observation section of the detection section, the observation section being enlarged by zooming in on the observation surface, and the observation section being reduced by zooming out on the observation surface is shown. An optical zoom device according to the invention allows an optical zoom through a targeted Change a focal length of the radial lens assembly, such that a real image that is projected onto the observation surface, enlarged or reduced is displayed. In this case, sections of the detection area, which are not the observation section, can be hidden, ie not imaged on the observation area. As a result of the optical zoom device according to the invention, a comparatively high resolution can also be achieved for the image of the correspondingly enlarged or reduced observation section compared with alternative solutions which are based, for example, on a digital zoom method.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Radialobjektivanordnung beschrieben. Die zusätzlichen Merkmale dieser weiteren Ausführungsbeispiele können zur Bildung weiterer Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, sofern sie nicht ausdrücklich als alternativ zueinander beschrieben sind. Hereinafter, embodiments of the radial lens assembly according to the invention will be described. The additional features of these further embodiments may be combined with one another to form further embodiments, unless expressly described as alternative to one another.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die optische Zoomvorrichtung mindestens ein optisches Linsenelement. Das optische Linsenelement ist bevorzugt ausgebildet, das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht derart zu brechen, dass eine veränderliche Brennweite der Radialobjektivanordnung realisiert wird. In a preferred embodiment, the optical zoom device comprises at least one optical lens element. The optical lens element is preferably designed to break the light coming from the detection area in such a way that a variable focal length of the radial objective arrangement is realized.

Gemäß einer ersten Variante ist die optische Zoomvorrichtung beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise in einem Strahlenweg des Lichts von dem Erfassungsbereich zu der Lichtsammeleinheit angeordnet, so dass das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht mindestens einen Teil der optischen Zoomvorrichtung passiert, bevor es in die Lichtsammeleinheit eintritt. According to a first variant, when zooming in and / or out, the zoom optical device is at least partially disposed in a beam path of the light from the detection area to the light collection unit so that the light coming out of the detection area passes through at least a part of the optical zoom device before entering the optical zoom device Light collecting unit enters.

Insbesondere kann ein optisches Linsenelement der optischen Zoomvorrichtung beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise in einem Strahlenweg des Lichts von dem Erfassungsbereich zu der Lichtsammeleinheit angeordnet sein. In particular, when zooming in and / or zooming out, an optical lens element of the zoom optical device may be at least partially disposed in a beam path of the light from the detection area to the light collection unit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante ist die optische Zoomvorrichtung beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise in einem Strahlenweg des aus dem Erfassungsbereich kommenden Lichts zwischen der äußeren Manteloberfläche und der Lichtsammeleinheit angeordnet. Insbesondere kann ein optisches Linsenelement der optischen Zoomvorrichtung mindestens teilweise in dem Strahlenweg zwischen der äußeren Manteloberfläche und der Lichtsammeleinheit angeordnet sein. Dabei ist unter einer Anordnung „zwischen“ der äußeren Manteloberfläche und der Lichtsammeleinheit nicht zu verstehen, dass mindestens ein Teil der optischen Zoomvorrichtung (z.B. ein Linsenelement) unmittelbar zwischen der äußeren Manteloberfläche und der Lichtsammeleinheit angeordnet ist. Vielmehr können sich zusätzlich weitere Strukturelemente der Radialobjektivanordnung oder Zwischenräume einerseits zwischen dem betreffenden Teil der optischen Zoomvorrichtung und der äußeren Manteloberfläche und/oder andererseits zwischen dem betreffenden Teil der optischen Zoomvorrichtung und der Lichtsammeleinheit befinden. According to a further advantageous variant, when zooming in and / or zooming out, the optical zoom device is arranged at least partially in a beam path of the light coming out of the detection area between the outer jacket surface and the light collecting unit. In particular, an optical lens element of the optical zoom device may be at least partially disposed in the beam path between the outer clad surface and the light collection unit. Here, an arrangement "between" the outer peripheral surface and the light-collecting unit does not mean that at least a part of the optical zoom device (e.g., a lens element) is disposed directly between the outer peripheral surface and the light-collecting unit. Rather, in addition, further structural elements of the radial objective arrangement or interspaces on the one hand can be located between the relevant part of the optical zooming device and the outer jacket surface and / or on the other hand between the relevant part of the optical zooming device and the light collecting unit.

Dabei kann bevorzugt an mindestens einem der optischen Ringe mindestens eine Ausnehmung ausgebildet sein, wobei die optische Zoomvorrichtung beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise in der Ausnehmung angeordnet ist. In this case, at least one recess can preferably be formed on at least one of the optical rings, wherein the optical zoom device is arranged at least partially in the recess when zooming in and / or zooming out.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass mindestens einer der optischen Ringe wenigstens abschnittsweise in radialer Richtung durchbrochen ist und einen ersten Zwischenraum ausbildet, wobei die optische Zoomvorrichtung mindestens beim Hineinzoomen beim Herauszoomen mindestens teilweise in dem ersten Zwischenraum angeordnet ist. It is also within the scope of the invention that at least one of the optical rings is at least partially broken in the radial direction and forms a first space, wherein the optical zoom device is at least partially zoomed out when Zooming out in the first space.

Der erste Zwischenraum ist bevorzugt mit einem Gas befüllt, wie beispielsweise Luft. Es kommen aber auch je nach gewünschtem Grad der Lichtbrechung und/oder Lichtdämpfung andere Gase in Betracht. Die Erfindung ist keinesfalls auf die Verwendung von Luft als Gas für den ersten Zwischenraum beschränkt. The first space is preferably filled with a gas, such as air. But there are also depending on the desired degree of refraction and / or light attenuation other gases into consideration. The invention is by no means limited to the use of air as gas for the first space.

Vorteilhaft weist dabei die Ausnehmung und/oder der erste Zwischenraum eine Form auf, die mindestens einen Abschnitt eines Rings beschreibt, welcher zu dem mindestens einen optischen Ring konzentrisch ist. Insbesondere kann die Ausnehmung und/oder der erste Zwischenraum die Form eines umfänglich umlaufenden Rings, der einen Bogenwinkel von 360° beschreibt, oder eines Ringausschnitts, der einen Bogenwinkel von weniger als 360° beschreibt, aufweisen. Advantageously, the recess and / or the first intermediate space has a shape which describes at least a portion of a ring which is concentric with the at least one optical ring. In particular, the recess and / or the first intermediate space may have the shape of a circumferentially circumferential ring which describes a bend angle of 360 ° or a ring cutout which describes an arc angle of less than 360 °.

Bevorzugt ist eine Position mindestens eines optischen Linsenelements innerhalb der Radialobjektivanordnung entlang einer Umfangsrichtung der optischen Ringe verstellbar. Wird beispielsweise ein Mittelpunkt der Radialobjektivanordnung als Mittelpunkt eines Kugelkoordinatensystems betrachtet, so kann das optische Linsenelement entlang der Umfangsrichtung der optischen Ringe derart verstellbar sein, dass lediglich Licht aus einem bestimmten Azimutwinkelbereich des Erfassungsbereichs von dem optischen Linsenelement erfasst und gebrochen wird. Auf diese Weise wird beispielsweise die Auswahl des Beobachtungsabschnitts bezüglich eines Azimutwinkelbereichs ermöglicht. Preferably, a position of at least one optical lens element within the radial lens assembly along a circumferential direction of the optical rings is adjustable. For example, when a center of the radial lens assembly is regarded as the center of a spherical coordinate system, the optical lens element along the circumferential direction of the optical rings may be adjustable so that only light from a certain azimuth angle range of the detection area is detected and refracted by the optical lens element. In this way, for example, the selection of the observation section with respect to an azimuth angle range is made possible.

Insbesondere kann die Position des mindestens einen optischen Linsenelements innerhalb einer Ausnehmung und/oder eines ersten Zwischenraum mindestens eines der Anzahl von optischen Ringen entlang der Umfangsrichtung der optischen Ringe verschiebbar sein. Zu diesem Zweck kann das mindestens eine optische Linsenelement beispielsweise wenigstens teilweise innerhalb einer ring- oder ringausschnittförmigen Ausnehmung oder innerhalb eines ring- oder ringausschnittförmigen ersten Zwischenraums beweglich geführt sein. In particular, the position of the at least one optical lens element within a recess and / or a first gap of at least one of the number of optical rings along the circumferential direction of the optical rings may be displaceable. For this purpose, the at least one optical lens element can be guided, for example, at least partially within a ring-shaped or ring-shaped recess or within a ring-shaped or ring-shaped first intermediate space.

Ferner ist in vorteilhafter Weise eine Position des mindestens einen optischen Linsenelements innerhalb der Radialobjektivanordnung – alternativ oder zusätzlich zu der bereits beschriebenen Verstellbarkeit in Umfangsrichtung – entlang einer radialen Richtung der optischen Ringe verstellbar. Hierdurch kann beispielsweise zum Hineinzoomen in und/oder Herauszoomen aus dem Beobachtungsabschnitt ein im Wesentlichen radial verlaufender Abschnitt des Strahlenwegs derart beeinflusst werden, dass eine Brennweite der Radialobjektivanordnung verändert wird. Furthermore, a position of the at least one optical lens element within the radial objective arrangement is advantageously adjustable along a radial direction of the optical rings-alternatively or in addition to the already described adjustability in the circumferential direction. As a result, for example, for zooming in and / or zooming out of the observation section, a substantially radially extending section of the beam path can be influenced such that a focal length of the radial objective arrangement is changed.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Position des mindestens einen optischen Linsenelements innerhalb der Radialobjektivanordnung entlang einer vertikalen Richtung, welche auf einer radialen Richtung und auf einer Umfangsrichtung der Ringe senkrecht steht, verstellbar sein. Hierdurch kann beispielsweise zum Hineinzoomen in und/oder Herauszoomen aus dem Beobachtungsabschnitt ein im Wesentlichen vertikal verlaufender Abschnitt des Strahlenwegs derart beeinflusst werden, dass eine Brennweite der Radialobjektivanordnung verändert wird. Es ist ferner denkbar, dass das mindestens eine optische Linsenelement zum Hineinzoomen in oder Herauszoomen aus dem Beobachtungsabschnitt entlang der vertikalen Richtung in eine Ausnehmung oder einen Zwischenraum der weiter oben beschriebenen Art hineingefahren wird oder aus einer solchen Ausnehmung oder einem solchen Zwischenraum herausgefahren wird. Alternatively or additionally, a position of the at least one optical lens element within the radial lens assembly along a vertical direction, which is perpendicular to a radial direction and a circumferential direction of the rings, be adjustable. In this way, for example, for zooming in and / or zooming out of the observation section, a substantially vertically extending section of the beam path can be influenced in such a way that a focal length of the radial objective arrangement is changed. It is also conceivable that the at least one optical lens element for zooming in or zooming out of the observation section along the vertical direction is moved into a recess or a space of the type described above or moved out of such a recess or such a gap.

Bevorzugt umfasst die Radialobjektivanordnung mindestens einen Stellantrieb zum kraftbetätigten Verstellen einer Position des mindestens einen optischen Linsenelements entlang einer Umfangs- und/oder radialen und/oder vertikalen Richtung. Beispielsweise kann der Stellantrieb mindestens einen Elektromotor umfassen. Beispielsweise kann der Stellantrieb einen präzisen Schrittmotor zum feinstufigen Verstellen des optischen Linsenelements umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann der Stellantrieb für einen manuellen Betrieb ausgelegt sein. Preferably, the radial lens assembly comprises at least one actuator for power-operated adjustment of a position of the at least one optical lens element along a circumferential and / or radial and / or vertical direction. For example, the actuator may comprise at least one electric motor. For example, the actuator may comprise a precise stepper motor for fine adjustment of the optical lens element. In another embodiment, the actuator may be designed for manual operation.

Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, dass die optischen Ringe und die Lichtsammeleinheit in einem monolithischen Materialstück der Radialobjektivanordnung ausgebildet sein können. Aufgrund der gemeinsamen Ausbildung der optischen Ringe und der Lichtsammeleinheit in dem monolithischen Materialstück sind die optischen Ringe und die Lichtsammeleinheit exakt aufeinander ausgerichtet. Es lässt sich insbesondere in einfacher Weise sicherstellen, dass die optischen Ringe und die Lichtsammeleinheit eine gemeinsame optische Achse aufweisen, welche entlang einer z-Achse der Radialobjektivanordnung verläuft und einen jeweiligen Mittelpunkt der Anzahl von optischen Ringen umfasst. It is also within the scope of the invention that the optical rings and the light collecting unit may be formed in a monolithic piece of material of the radial lens assembly. Due to the common formation of the optical rings and the light collection unit in the monolithic piece of material, the optical rings and the light collection unit are exactly aligned. In particular, it can be ensured in a simple manner that the optical rings and the light-collecting unit have a common optical axis which runs along a z-axis of the radial objective arrangement and comprises a respective center of the number of optical rings.

Ein jeweiliger der Anzahl von optischen Ringen umfasst bevorzugt eine innere Manteloberfläche, welche in eine der radialen Richtung entgegengesetzte Richtung weist. Die zentrale Lichtumlenkeinheit ist bevorzugt ausgebildet, das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht über die jeweilige innere Manteloberfläche auszukoppeln und an die Lichtsammeleinheit weiterzuleiten. A respective one of the plurality of optical rings preferably comprises an inner circumferential surface facing in a direction opposite to the radial direction. The central light deflection unit is preferably designed to decouple the light coming from the detection area via the respective inner jacket surface and to forward it to the light collecting unit.

Die zentrale Lichtumlenkeinheit ist bevorzugt ausgebildet, das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht derart zu brechen, dass ein Lichttransport im Strahlengang, also beim Durchtreten der Beobachtungsfläche, einen parallelen Verlauf aufweist. Ferner ist die zentrale Lichtumlenkeinheit bevorzugt derart ausgebildet, dass Licht außerhalb des parallelen Verlaufs an einer oberen und/oder einer unteren Manteloberfläche der zentralen Lichtsammeleinheit gestreut und/oder gedämpft wird. Dieses gestreute und/oder gedämpfte Licht verliert sich dadurch im Rauschen. Mit diesem Ansatz sind die Lichtbrechung und der Lichttransport an einfache Berechnungsalgorithmen gebunden. The central light deflection unit is preferably designed to break the light coming from the detection area in such a way that a light transport in the beam path, that is to say when the observation surface passes through, has a parallel course. Furthermore, the central light deflection unit is preferably designed such that light outside the parallel profile is scattered and / or attenuated on an upper and / or a lower jacket surface of the central light collecting unit. This scattered and / or dim light loses itself in the noise. With this approach, the refraction of light and the light transport are bound to simple calculation algorithms.

Die Anzahl von optischen Ringe sind bevorzugt ausgebildet, einen Lichttransport in einem parallelen Strahlengang bereitzustellen und/oder in einem fokussierten Lichttransport mit totaler Reflektion. The number of optical rings are preferably designed to provide a light transport in a parallel beam path and / or in a focused light transport with total reflection.

Bei einer Ausführungsform haben die optischen Ringe jeweils eine Form eines Hohlzylinders, wobei der Außenradius des Hohlzylinders ein Vielfaches der Höhe beträgt. Bevorzugt beträgt auch der Innenradius des Hohlzylinders ein Vielfaches der Höhe. In one embodiment, the optical rings each have a shape of a hollow cylinder, wherein the outer radius of the hollow cylinder is a multiple of the height. Preferably, the inner radius of the hollow cylinder is a multiple of the height.

Beispielsweise beträgt der Außenradius etwa 10 bis 120 mm. Die Höhe eines jeweiligen optischen Rings beträgt beispielsweise 1,5 bis 7 mm. Die Höhe der bevorzugt als optischer Kegel ausgebildeten Lichtsammeleinheit ist beispielsweise identisch zu der Gesamthöhe aller optischen Ringe. Der Abstand der Lichtsammeleinheit zur zentralen Lichtumlenkeinheit ist variabel. For example, the outer radius is about 10 to 120 mm. The height of a respective optical ring is for example 1.5 to 7 mm. The height of the light collection unit, preferably designed as an optical cone, is for example identical to the total height of all optical rings. The distance of the light collecting unit to the central Lichtumlenkeinheit is variable.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtsammeleinheit der Radialobjektivanordnung als optischer Kegel ausgestaltet, wobei eine Grundfläche des Kegels die Beobachtungsfläche bildet, auf die das weitergeleitete Licht von der Lichtsammeleinheit projiziert wird. Das von der Lichtsammeleinheit gesammelte Licht fällt also bevorzugt senkrecht auf die Beobachtungsfläche. Von dort aus kann es beispielsweise auf eine fotoresistive Fläche gerichtet werden, welche bevorzugt an einer Auswerteeinheit, wie ein Kameramodul, angeschlossen ist. In another embodiment, the light collection unit is the radial lens assembly as optical cone configured, wherein a base of the cone forms the observation surface on which the forwarded light is projected by the light collecting unit. The light collected by the light collecting unit thus preferably falls perpendicular to the observation surface. From there, it can be directed, for example, onto a photoresistive surface, which is preferably connected to an evaluation unit, such as a camera module.

Der Mittelpunktswinkel des optischen Kegels ist beispielsweise konstant und beträgt beispielsweise 45 Grad. Je nach Anwendungsbereich ist zumindest ein Teil der Kegeloberfläche bei einer Ausführungsform der Radialobjektivanordnung beispielsweise konkav und/oder konvex und/oder linsenförmige ausgebildet. The center angle of the optical cone is constant, for example, and is 45 degrees, for example. Depending on the field of application, at least part of the conical surface in one embodiment of the radial objective arrangement is, for example, concave and / or convex and / or lenticular.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Lichtsammeleinheit und die zentrale Lichtumlenkeinheit der Radialobjektivanordnung eine gemeinsame optische Achse auf, welche entlang einer z-Achse der Radialobjektivanordnung verläuft und einen jeweiligen Mittelpunkt der Anzahl von optischen Ringen umfasst. Die Anzahl von optischen Ringen haben also eine gemeinsame Mittelachse, die entlang der z-Achse verläuft. Die Mittelachse der Lichtsammeleinheit verläuft ebenfalls entlang dieser z-Achse. Beispielsweise verläuft diese z-Achse in Lotrichtung und bei einer Ausführungsform sind die Anzahl von optischen Ringen der zentralen Lichtumlenkeinheit sowie die Lichtsammeleinheit lotrecht übereinander angeordnet. In another preferred embodiment, the light collection unit and the central light redirecting unit of the radial lens assembly have a common optical axis that extends along a z-axis of the radial lens assembly and includes a respective center of the number of optical rings. The number of optical rings thus have a common central axis, which runs along the z-axis. The central axis of the light collecting unit also runs along this z-axis. For example, this z-axis extends in the perpendicular direction and in one embodiment, the number of optical rings of the central light deflection unit and the light collection unit are arranged vertically above one another.

Die bevorzugt als Hohlzylinder ausgestalteten optischen Ringe definieren einen Innenraum, dessen zentrale Achse die gemeinsame Mittelachse bildet. Die Lichtsammeleinheit ist bevorzugt derart angeordnet, dass ihre optische Achse ebenfalls auf die gemeinsame Mittelachse fällt, also mit dieser identisch ist. Die Lichtsammeleinheit kann wahlweise in dem Innenraum oder unterhalb bzw. oberhalb des Innenraums angeordnet sein, wobei die optische Achse der Lichtsammeleinheit stets auf die optische Achse der zentralen Lichtumlenkeinheit fällt. The preferably designed as a hollow cylinder optical rings define an interior, whose central axis forms the common central axis. The light-collecting unit is preferably arranged such that its optical axis also falls on the common central axis, that is identical to this. The light-collecting unit may optionally be arranged in the interior or below or above the interior, wherein the optical axis of the light-collecting unit always falls on the optical axis of the central Lichtumlenkeinheit.

Zum Erfassen des aus dem Erfassungsbereich kommenden Lichts weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Radialobjektivanordnung wenigstens einer der optischen Ringe eine relativ zur z-Achse angeschrägte äußerer Manteloberfläche auf, welche in eine radiale Richtung, also in einer von der z-Achse abgekehrten Richtung, weist. Eine Normale der äußeren Manteloberfläche liegt also nicht senkrecht zur z-Achse, sondern in einem äußeren Anschrägungswinkel von beispielsweise 70° bzw. 110°. For detecting the light emerging from the detection area, in a preferred embodiment of the radial lens arrangement of at least one of the optical rings on an outer surface inclined relative to the z-axis outer surface, which in a radial direction, ie in a direction away from the z-axis direction has. A normal of the outer jacket surface is thus not perpendicular to the z-axis, but in an outer bevel angle of, for example, 70 ° or 110 °.

Durch die Wahl des Anschrägungswinkels kann definiert werden, welcher Erfassungsbereich von der Radialobjektivanordnung abzugreifen ist. Dabei ist grundsätzlich auf die zu beobachteten Flächenbereiche abzustellen. Mit einer solchen Festlegung sind eine Beobachtungshöhe und eine Entfernung der Objekte fixiert, d.h. die Bestimmung der Brennpunkte zur Schärfeneinstellung. Umfasst die zentrale Lichtumlenkeinheit nicht nur einen optischen Ring, sondern mehrere, so können die Anschrägungswinkel durchaus voneinander verschieden gewählt werden, so dass das einfallende Licht stets zur Lichtsammeleinheit weitergeleitet wird. Mehrere optische Ringe definieren unterschiedliche Beobachtungsbereiche des Erfassungsbereichs. Die Lichtsammeleinheit projiziert das weitergeleitete Licht sodann auf die Beobachtungsfläche. By selecting the bevel angle, it can be defined which detection range is to be picked up by the radial lens arrangement. In principle, it is necessary to focus on the observed surface areas. With such a determination, an observation height and a distance of the objects are fixed, i. the determination of the focal points for sharpening. If the central light deflection unit comprises not only one optical ring but several, then the bevel angles can be chosen to be different from one another, so that the incident light is always forwarded to the light collection unit. Several optical rings define different observation areas of the detection area. The light collecting unit then projects the relayed light onto the observation surface.

Ist die Lichtsammeleinheit als Kegel ausgebildet, so ist dieser bevorzugt derart angeordnet, dass ein Mittelpunkt der Grundfläche des Kegels sowie eine Kegelspitze ebenfalls auf der z-Achse liegen, also auf der gemeinsamen optischen Achse der Lichtsammeleinheit und der zentralen Lichtumlenkeinheit. Dabei ist die zentrale Lichtumlenkeinheit mit der Anzahl von optischen Ringen derart angeordnet, dass das weitergeleitete Licht auf die Kegelmanteloberfläche einfällt und sodann von dem Kegel auf die Grundfläche, also auf die Beobachtungsfläche projiziert wird, bevorzugt derart, dass das projizierte Licht senkrecht durch die Grundfläche/Beobachtungsfläche fällt. If the light collecting unit is designed as a cone, then this is preferably arranged such that a center of the base of the cone and a cone tip are also on the z-axis, ie on the common optical axis of the light collecting unit and the central Lichtumlenkeinheit. The central Lichtumlenkeinheit with the number of optical rings is arranged such that the forwarded light incident on the conical surface and is then projected from the cone on the base, ie on the observation surface, preferably such that the projected light perpendicular through the base / Observation area falls.

Dazu weist die angeschrägte äußere Manteloberfläche bevorzugt einen konkaven Umfangsverlauf auf. For this purpose, the bevelled outer lateral surface preferably has a concave peripheral profile.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Radialobjektivanordnung umfasst wenigstens einer der optischen Ringe der zentralen Lichtumlenkeinheit zum Weiterleiten des Lichts eine relativ zur z-Achse angeschrägte innere Manteloberfläche, welche zur z-Achse weist. Ein entsprechender innerer Anschrägungswinkel ist bevorzugt derart gewählt, dass die zentrale Lichtumlenkeinheit das einfallende Licht auf die Kegelmanteloberfläche der Lichtsammeleinheit weiterleitet, so dass diese das weitergeleitete Licht auf die Beobachtungsfläche projizieren kann. In a further preferred embodiment of the radial objective arrangement, at least one of the optical rings of the central light deflection unit for transmitting the light comprises an inner jacket surface bevelled relative to the z axis and point to the z axis. A corresponding inner taper angle is preferably selected such that the central light deflection unit transmits the incident light to the conical surface of the light collection unit so that it can project the relayed light onto the observation surface.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Radialobjektivanordnung weist wenigstens einer der optischen Ringe eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsfläche auf. Dabei sind der innere Anschrägungswinkel und der äußere Anschrägungswinkel bevorzugt derart gewählt, dass das weitergeleitete Licht auf die Kegelmanteloberfläche der Lichtsammeleinheit weitergeleitet wird, so dass die Lichtsammeleinheit das weitergeleitete Licht auf die Beobachtungsfläche projizieren kann. In a further embodiment of the radial objective arrangement, at least one of the optical rings has a substantially trapezoidal cross-sectional area. Here, the inner taper angle and the outer taper angle are preferably selected such that the relayed light is relayed to the conical surface of the light collecting unit, so that the light collecting unit can project the relayed light onto the observation surface.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Radialobjektivanordnung weist die Beobachtungsfläche der Lichtsammeleinheit einen konvexen Umfangsverlauf auf. In dieser Weise ist ein Brennpunkt exakt definiert. In a further preferred embodiment of the radial objective arrangement, the observation surface of the light collecting unit has a convex circumferential course. In this way, a focus is exactly defined.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Radialobjektivanordnung ist die Anzahl von optischen Ringen schichtartig aufeinander angeordnet. Bevorzugt liegen die optischen Ringe jeweils parallel zueinander. In a particularly preferred embodiment of the radial objective arrangement, the number of optical rings is arranged in a layered relationship to one another. Preferably, the optical rings are each parallel to each other.

Wenigstens einer der Anzahl der optischen Ringe weist bevorzugt eine monolithische Struktur auf und umfasst bevorzugt einen transparenten optischen Werkstoff. Der Werkstoff der optischen Ringe kann in Abhängigkeit des Anwendungsbereichs frei gewählt werden. Beispielsweise ist einer der Anzahl der optischen Ringe aus einem optischen Glas, Quarzglas und/oder aus einem Acryl. At least one of the number of optical rings preferably has a monolithic structure and preferably comprises a transparent optical material. The material of the optical rings can be freely selected depending on the application. For example, one of the number of optical rings is made of an optical glass, quartz glass and / or an acrylic.

Ein zwischen der zentralen Umlenkeinheit und der Lichtsammeleinheit befindlicher zweiter Zwischenraum ist bevorzugt mit einem Gas befüllt, wie beispielsweise Luft. Es kommen aber auch je nach gewünschtem Grad der Lichtbrechung und/oder Lichtdämpfung andere Gase in Betracht. Die Erfindung ist keinesfalls auf die Verwendung von Luft als Gas für den zweiten Zwischenraum beschränkt. A second intermediate space located between the central deflecting unit and the light collecting unit is preferably filled with a gas, such as air. But there are also depending on the desired degree of refraction and / or light attenuation other gases into consideration. The invention is by no means limited to the use of air as gas for the second space.

Erfindungsgemäß wird ferner ein optischer Sensor zum Überwachen eines Erfassungsbereichs vorgeschlagen, der eine Radialobjektivanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. According to the invention, an optical sensor is also proposed for monitoring a detection area, which has a radial objective arrangement according to the present invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden. Further features and advantages of the present invention will become apparent in the following description of exemplary embodiments with reference to the figures.

Es zeigen: Show it:

1A schematisch und exemplarisch eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Radialobjektivanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1A schematically and exemplarily a plan view of a first embodiment of a radial lens assembly according to the present invention;

1B schematisch und exemplarisch eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform; 1B schematically and exemplarily a side view of the first embodiment;

2A schematisch und exemplarisch eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Radialobjektivanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; 2A schematically and exemplarily a plan view of a second embodiment of a radial lens assembly according to the present invention;

2B schematisch und exemplarisch eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform; und 2 B schematically and exemplarily a side view of the second embodiment; and

2C schematisch und exemplarisch eine Seitenansicht einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform. 2C schematically and exemplarily a side view of a modification of the second embodiment.

1A zeigt schematisch und exemplarisch eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform 100 einer Radialobjektivanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. 1B zeigt schematisch und exemplarisch dazu eine Seitenansicht dieser ersten Ausführungsform 100. Die sechs gestrichelten Vertikallinien stellen horizontale Abmessungen bei der Radialobjektivanordnung 100 dar. 1A shows schematically and exemplarily a plan view of a first embodiment 100 a radial lens assembly according to the present invention. 1B shows schematically and exemplarily thereto a side view of this first embodiment 100 , The six dashed vertical lines represent horizontal dimensions in the radial lens assembly 100 represents.

Die Radialobjektivanordnung 100 umfasst eine zentrale Lichtumlenkeinheit 120 sowie eine mittig dazu angeordnete Lichtsammeleinheit 160. The radial lens assembly 100 includes a central light deflection unit 120 and a centrally arranged light collecting unit 160 ,

Ein Kugelkoordinatensystem, auf das im Folgenden Bezug genommen wird, beinhaltet die eine fiktive z-Achse 102 sowie eine senkrecht dazu liegende fiktive x-Achse 104, die auch als y-Achse bezeichnet werden könnte. A spherical coordinate system, referred to hereinafter, includes the one fictitious z-axis 102 and a fictitious x-axis lying perpendicular thereto 104 , which could also be called the y-axis.

Die Radialobjektivanordnung 100 dient dem Erzeugen einer optischen Abbildung eines Erfassungsbereichs, der sich bei der dargestellten Ausführungsform unterhalb der Radialobjektivanordnung 100 befindet. In Kugelkoordinaten ausgedrückt umfasst der Erfassungsbereich der Radialobjektivanordnung 100 Koordinaten mit einem Azimutwinkel zwischen –180° und 180°, einen Polarwinkel zwischen 90° und 180°, beispielsweise zwischen 100° und 175°, sowie einen Radius, der größer ist als der größte Außenradius der zentralen Lichtumlenkeinheit 160. The radial lens assembly 100 is used to generate an optical image of a detection area, which in the illustrated embodiment, below the Radialobjektivanordnung 100 located. In terms of spherical coordinates, the detection range of the radial objective arrangement comprises 100 Coordinates with an azimuth angle between -180 ° and 180 °, a polar angle between 90 ° and 180 °, for example between 100 ° and 175 °, and a radius that is greater than the largest outer radius of the central Lichtumlenkeinheit 160 ,

Die Radialobjektivanordnung 100 ist beispielsweise in einer Laterne angeordnet und überwacht einen unterhalb der Laternenlampe befindlichen Erfassungsbereich, so dass die Laterne in Abhängigkeit einer Anwesenheit eines Objekts in diesem Erfassungsbereich eingeschaltet oder ausgeschaltet werden kann. Ein anderer Anwendungsbereich ist die Tierbeobachtung. Die Radialobjektivanordnung 100 bildet dazu beispielsweise einen Teil der Optik einer Kamera für die Tierbeobachtung. So kann ein unterhalb der Beobachtungsposition der Kamera befindlicher Erfassungsbereich in Abhängigkeit der Anwesenheit eines Tiers für eine Präsenzmeldung und/oder eine Bilderzeugung verwendet werden. Die Radialobjektivanordnung 100 ist beispielsweise in einer Höhe von 2 m über Grund angeordnet. The radial lens assembly 100 For example, it is arranged in a lantern and monitors a detection area located below the lantern lamp, so that the lantern can be switched on or off depending on a presence of an object in this detection area. Another area of application is animal observation. The radial lens assembly 100 For example, it forms part of the optics of a camera for animal observation. Thus, a detection area located below the observation position of the camera can be used depending on the presence of an animal for presence detection and / or image generation. The radial lens assembly 100 is arranged, for example, at a height of 2 m above ground.

Die zentrale Lichtumlenkeinheit empfängt aus dem Erfassungsbereich kommendes Licht 10, bricht dieses und leitet es gerichtet weiter zur Lichtsammeleinheit 160. Die Lichtsammeleinheit 160 empfängt das weitergeleitete Licht 12 und projiziert dieses auf eine Beobachtungsfläche 110 der Lichtsammeleinheit 160. Von dort aus kann das Licht einer Kamera oder einer Fotozelle zum Zwecke einer Auswertung zugeführt werden. The central light deflection unit receives light coming from the detection area 10 Break this and direct it directed to the light collection unit 160 , The light collection unit 160 receives the relayed light 12 and project this onto a viewing area 110 the light collecting unit 160 , From there, the light of a camera or a photocell can be supplied for the purpose of evaluation.

Die zentrale Lichtumlenkeinheit 120 umfasst einen ersten optischen Ring 122, einen zweiten optischen Ring 124 sowie einen dritten optischen Ring 126. Die optischen Ringe 122, 124 und 126 sind ortsfest in der Radialobjektivanordnung 100 angeordnet. Als Material für die optischen Ringe 122, 124 und 136 sowie für den Kegel 160 kommt beispielsweise ein Acryl in Betracht. The central light deflection unit 120 includes a first optical ring 122 , a second optical ring 124 and a third optical ring 126 , The optical rings 122 . 124 and 126 are stationary in the radial lens arrangement 100 arranged. As material for the optical rings 122 . 124 and 136 as well as for the cone 160 For example, an acrylic is considered.

Die Lichtsammeleinheit 160 ist als Kegel ausgebildet, dessen Grundfläche die Beobachtungsfläche 110 bildet. Die zentrale Lichtumlenkeinheit 120 leitet das einfallende Licht 10 auf eine Kegelmanteloberfläche 160-1 der Lichtsammeleinheit 160, so dass diese das Licht auf die Beobachtungsfläche 110 projizieren kann. The light collection unit 160 is designed as a cone whose base is the observation surface 110 forms. The central light deflection unit 120 directs the incoming light 10 on a cone surface 160-1 the light collecting unit 160 so that these light on the observation area 110 can project.

Die zentrale Lichtumlenkeinheit 120 und die Lichtsammeleinheit weisen eine gemeinsame optische Achse auf, welche entlang einer z-Achse 102 der Radialobjektivanordnung 100 verläuft und einen jeweiligen Mittelpunkt der Anzahl von optischen Ringen 122, 124 und 126 umfasst. Beispielsweise verläuft die z-Achse 102 in Lotrichtung, so dass die Lichtsammeleinheit 160 und die optischen Ringe 122, 124 und 126 lotrecht übereinander angeordnet sind. The central light deflection unit 120 and the light collection unit have a common optical axis which is along a z-axis 102 the radial lens assembly 100 and a respective center of the number of optical rings 122 . 124 and 126 includes. For example, the z-axis runs 102 in the vertical direction, so that the light-collecting unit 160 and the optical rings 122 . 124 and 126 are arranged vertically one above the other.

Die Lichtsammeleinheit 160 ist derart angeordnet, dass die Beobachtungsfläche 110 senkrecht zur z-Achse 102 liegt und dass eine Kegelspitze 160-2 ebenfalls auf der z-Achse 102 liegt. The light collection unit 160 is arranged such that the observation surface 110 perpendicular to the z-axis 102 lies and that a cone point 160-2 also on the z-axis 102 lies.

Zum Erfassen des aus dem Erfassungsbereich kommenden Lichts 10 umfasst jeder der optischen Ringe 122, 124 und 126 eine relativ zur z-Achse 102 angeschrägte äußere Manteloberfläche 122-1, 124-1 bzw. 126-1. Diese äußeren Manteloberflächen 122-1, 124-1 und 126-1 weisen jeweils in radiale Richtung. Ein entsprechender äußerer Anschrägungswinkel ist derart gewählt, dass ein Strahlengang, wie er in 1B schematisch dargestellt ist, realisiert wird. Beispielsweise erfolgt die Anschrägung einer jeweiligen äußeren Manteloberfläche gemäß einer Parabelgleichung, welche einen konvexen oder konkaven Verlauf definiert. Der äußere Anschrägungswinkel kann aber je nach Erfassungsbereich variiert werden. Ebenso können dazu die angeschrägten äußeren Manteloberflächen 122-1, 124-1 und 126-1 einen jeweiligen konkaven Umfangsverlauf aufweisen. For detecting the light coming out of the detection area 10 includes each of the optical rings 122 . 124 and 126 a relative to the z-axis 102 beveled outer shell surface 122-1 . 124-1 respectively. 126-1 , These outer shell surfaces 122-1 . 124-1 and 126-1 each point in the radial direction. A corresponding outer bevel angle is chosen such that a beam path as shown in FIG 1B is shown schematically, is realized. For example, the beveling of a respective outer mantle surface takes place according to a parabolic equation which defines a convex or concave profile. However, the outer bevel angle can be varied depending on the detection range. Likewise, this can be the beveled outer shell surfaces 122-1 . 124-1 and 126-1 have a respective concave circumferential course.

Zum Weiterleiten des Lichts umfassen die optischen Ringe 122, 124 und 126 eine relativ zur z-Achse 102 angeschrägte innere Manteloberfläche 122-2, 124-2 bzw. 126-2, welche zur z-Achse 102 weisen, also entgegengesetzt zur radialen Richtung. Auch ein entsprechender innerer Anschrägungswinkel ist derart gewählt, dass ein in 1B schematisch dargestellter Strahlengang realisiert werden kann. Durch die Wahl des äußeren Anschrägungswinkels und durch die Wahl des inneren Anschrägungswinkels ist sichergestellt, dass die zentrale Lichtumlenkeinheit 120 das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht 10 auf die Kegelmanteloberfläche 160-1 der Lichtsammeleinheit 160 weiterleitet, so dass diese das weitergeleitete Licht 12 auf die Beobachtungsfläche 110 projizieren kann. Die projizierten Lichtstrahlen durchkreuzen die Beobachtungsfläche 110 in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Beobachtungsfläche 110 liegt, also in etwa parallel zur z-Achse 102. For forwarding the light, the optical rings comprise 122 . 124 and 126 a relative to the z-axis 102 beveled inner mantle surface 122-2 . 124-2 respectively. 126-2 , which to the z-axis 102 point, that is opposite to the radial direction. Also, a corresponding inner bevel angle is selected such that an in 1B schematically illustrated beam path can be realized. The choice of the outer bevel angle and the choice of the inner bevel angle ensures that the central light deflection unit 120 the light coming out of the detection area 10 on the cone surface 160-1 the light collecting unit 160 forward, so that this the forwarded light 12 on the observation area 110 can project. The projected light rays cross the observation area 110 in a direction that is substantially perpendicular to the observation surface 110 is located, ie approximately parallel to the z-axis 102 ,

Im Ergebnis weisen die optischen Ringe 122, 124 und 126 jeweils eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsfläche auf. Die optischen Ringe 122, 124 und 126 sind schichtartig aufeinander und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Sie weisen beispielsweise eine jeweils monolithische Struktur auf und sind aus einem transparenten optischen Werkstoff gebildet. As a result, the optical rings 122 . 124 and 126 each have a substantially trapezoidal cross-sectional area. The optical rings 122 . 124 and 126 are layered on each other and arranged substantially parallel to each other. For example, they each have a monolithic structure and are formed from a transparent optical material.

Ein zwischen der zentralen Umlenkeinheit 120 und der Lichtsammeleinheit 160 befindlicher zweiter Zwischenraum 150 ist mit Gas, wie beispielsweise Luft, befüllt. One between the central diverter unit 120 and the light collecting unit 160 located second gap 150 is filled with gas, such as air.

Zum Definieren eines Brennpunktes weist die Lichtsammeleinheit 160 einen konvexen Umfangsverlauf auf. To define a focal point, the light collection unit 160 a convex circumferential course.

Das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht 10 wird von der zentralen Umlenkeinheit 120, also über die angeschrägten äußeren Manteloberflächen 122, 124 und 126, empfangen und über die angeschrägten inneren Manteloberflächen 122-2, 124-2 und 126-2 auskoppelt und an die Lichtsammeleinheit 160 weitergeleitet. The light coming out of the detection area 10 is from the central diverter unit 120 , So over the tapered outer shell surfaces 122 . 124 and 126 , received and over the tapered inner shell surfaces 122-2 . 124-2 and 126-2 disconnects and to the light collection unit 160 forwarded.

In dem zweiten Zwischenraum 150 ist als Teil einer optischen Zoomvorrichtung 127 ein optisches Linsenelement 127-1 vorgesehen. Das optische Linsenelement 127-1 ist somit in einem Strahlenweg des aus dem Erfassungsbereich kommenden Lichts von dem Erfassungsbereich zu der Lichtsammeleinheit 160 angeordnet. In the second space 150 is as part of an optical zoom device 127 an optical lens element 127-1 intended. The optical lens element 127-1 is thus in a ray path of the light coming out of the detection area from the detection area to the light collecting unit 160 arranged.

Das optische Linsenelement 127-1 ermöglicht einen optischen Zoom durch eine gezielte Veränderung einer Brennweite der Radialobjektivanordnung 100, derart dass ein reelles Bild, welches auf die Beobachtungsfläche 110 projiziert wird, vergrößert bzw. verkleinert abgebildet wird. Dabei ist das optische Linsenelement 127-1 ausgebildet und angeordnet, das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht derart zu brechen, dass eine veränderliche Brennweite der Radialobjektivanordnung 100 realisiert wird. The optical lens element 127-1 allows an optical zoom by a targeted change in a focal length of the radial lens assembly 100 , so that a real picture, which is on the viewing area 110 is projected, enlarged or reduced is mapped. In this case, the optical lens element 127-1 formed and arranged to break the light coming out of the detection range such that a variable focal length of the radial lens assembly 100 is realized.

Die Position des optischen Linsenelements 127-1 innerhalb der Radialobjektivanordnung 100 ist entlang einer vertikalen Richtung Z (parallel zu der z-Achse 102), welche auf einer radialen Richtung und auf einer Umfangsrichtung der Ringe senkrecht steht, verstellbar. Hierdurch kann zum Hineinzoomen in und/oder Herauszoomen aus dem Beobachtungsabschnitt ein im Wesentlichen vertikal verlaufender Abschnitt des Strahlenwegs des Lichts aus dem Erfassungsbereich derart beeinflusst werden, dass die Brennweite für die Projektion auf die Beobachtungsfläche 110 verändert wird. The position of the optical lens element 127-1 within the radial lens assembly 100 is along a vertical direction Z (parallel to the z-axis 102 ), which is perpendicular to a radial direction and on a circumferential direction of the rings, adjustable. In this way, for zooming in and / or zooming out of the observation section, a substantially vertically extending section of the beam path of the light from the detection area can be influenced such that the focal length for the projection onto the observation area 110 is changed.

Zum kraftbetätigten Verstellen der vertikalen Position des Linsenelements 127-1 kann ein Stellantrieb vorgesehen sein (nicht dargestellt), welcher beispielsweise einen Elektromotor, wie z.B. einen präzisen Schrittmotor, umfassen kann. In einer anderen Variante kann der Stellantrieb für einen manuellen Betrieb ausgelegt sein. For power-operated adjustment of the vertical position of the lens element 127-1 may be provided an actuator (not shown), which may for example comprise an electric motor, such as a precise stepping motor. In another variant, the actuator may be designed for manual operation.

Ferner kann das optische Linsenelement 127-1 beispielsweise zum Hineinzoomen in oder Herauszoomen aus dem Beobachtungsabschnitt entlang einer horizontalen (d.h. zu der vertikalen Richtung senkrechten) Richtung in den Strahlenweg in dem zweiten Zwischenraum 150 hineingefahren oder aus dem Strahlenweg in dem zweiten Zwischenraum 150 herausgefahren werden. Auch hierfür kann ein entsprechender kraftbetätigter oder manueller Stellantrieb vorgesehen sein (nicht dargestellt). Furthermore, the optical lens element 127-1 for example, for zooming in or out of the observation section along a horizontal (ie, vertical direction to the vertical direction) direction in the beam path in the second space 150 in or out of the beam path in the second space 150 be moved out. For this purpose, a corresponding power-operated or manual actuator can be provided (not shown).

2A zeigt schematisch und exemplarisch eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform 200 einer Radialobjektivanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. 2B zeigt schematisch und exemplarisch eine Seitenansicht dieser zweiten Ausführungsform 200. 2C illustriert eine Abwandlung von der zweiten Ausführungsform 200, bei der kein zweiter Zwischenraum 150 zwischen den optischen Ringen 122, 124 und 126 einerseits und der Lichtsammeleinheit 160 andererseits vorgesehen ist. 2A shows schematically and exemplarily a plan view of a second embodiment 200 a radial lens assembly according to the present invention. 2 B shows schematically and exemplarily a side view of this second embodiment 200 , 2C illustrates a modification of the second embodiment 200 in which no second space 150 between the optical rings 122 . 124 and 126 on the one hand and the light collecting unit 160 provided on the other hand.

Die Radialobjektivanordnung 200 ist im Wesentlichen aus denselben Komponenten aufgebaut wie die Radialobjektivanordnung 100, wobei bei der Radialobjektivanordnung 200 die Lichtsammeleinheit 160 in Gestalt eines Kegels umgekehrt angeordnet ist. The radial lens assembly 200 is essentially constructed of the same components as the radial lens assembly 100 , wherein in the radial lens assembly 200 the light collecting unit 160 is arranged in the opposite direction in the form of a cone.

Ferner ist die Lichtsammeleinheit 160 nicht oberhalb oder unterhalb der zentralen Lichtumlenkeinheit 120 angeordnet, sondern in einem zweiten Zwischenraum 150, der durch die drei optischen Ringe 122, 124 und 126 gebildet ist, und zwar derart, dass die Kegelspitze 160-2 in einer durch eine erste Stirnseite des ersten optischen Rings 122 definierten Ebene mündet und die Grundfläche des Kegels 160, also die Further, the light collecting unit 160 not above or below the central light deflection unit 120 arranged but in a second space 150 passing through the three optical rings 122 . 124 and 126 is formed, in such a way that the cone tip 160-2 in a through a first end face of the first optical ring 122 defined level opens and the base of the cone 160 , so the

Beobachtungsfläche 110, in einer durch eine zweite Stirnseite des dritten optischen Rings 126 gebildeten Ebene. Ferner sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2B die inneren Manteloberflächen 122-2, 124-2 und 126-2 nicht angeschrägt, sondern liegen im Wesentlichen parallel zur z-Achse 102. viewing area 110 in a through a second end face of the third optical ring 126 formed level. Furthermore, in the embodiment according to 2 B the inner shell surfaces 122-2 . 124-2 and 126-2 not bevelled, but are substantially parallel to the z-axis 102 ,

Die optischen Ringe 122, 124, 126 sind in radialer Richtung durchbrochen ist und bilden so einen ersten Zwischenraum 151 aus. Der erste Zwischenraum 151 selbst weist eine umfänglich umlaufende, ringförmige Form auf, welche zu den optischen Ringen 122, 124, 126 konzentrisch ist. Dabei beschreibt der erste Zwischenraum 151 einen geschlossenen Ring um die z-Achse 102 herum, d.h. er umfasst bezüglich der z-Achse 102 einen Bogenwinkel von 360°. In anderen Ausführungsformen ist selbstverständlich auch denkbar, dass der erste Zwischenraum 151 lediglich einen Ringausschnitt mit einem Bogenwinkel von weniger als 360° beschreibt. Der erste Zwischenraum 151 kann mit einem Gas, wie beispielsweise Luft, befüllt sein. Es kommen aber auch je nach gewünschtem Grad der Lichtbrechung und/oder Lichtdämpfung andere Gase in Betracht. The optical rings 122 . 124 . 126 are broken in the radial direction, thus forming a first space 151 out. The first gap 151 itself has a circumferentially encircling, annular shape, which to the optical rings 122 . 124 . 126 is concentric. This describes the first space 151 a closed ring around the z-axis 102 around, ie it includes with respect to the z-axis 102 an arc angle of 360 °. In other embodiments, it is of course also conceivable that the first gap 151 merely describes a ring cutout with an arc angle of less than 360 °. The first gap 151 may be filled with a gas, such as air. But there are also depending on the desired degree of refraction and / or light attenuation other gases into consideration.

Bei den in 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine optische Zoomvorrichtung 127 mit einem Halteabschnitt 127-2 sowie zwei an dem Halterabschnitt 127-2 angeordneten optischen Linsenelementen 127-1 vorgesehen. Dabei sind die optischen Linsenelemente 127-1 – wie in den 2A und 2B dargestellt – wenigstens beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen wenigstens teilweise in dem ersten Zwischenraum 151 angeordnet. Mit anderen Worten stellt der erste Zwischenraum 151 eine optische Nut zur Aufnahme der optischen Linsenelemente 127-1 der optischen Zoomvorrichtung 127 dar. At the in 2A and 2 B Illustrated embodiments is an optical zoom device 127 with a holding section 127-2 and two on the holder portion 127-2 arranged optical lens elements 127-1 intended. Here are the optical lens elements 127-1 - as in the 2A and 2 B at least when zooming in and / or zooming out at least partially in the first space 151 arranged. In other words, the first space represents 151 an optical groove for receiving the optical lens elements 127-1 the optical zoom device 127 represents.

Es ist auch denkbar, dass die Radialobjektivanordnung 200 lediglich ein Linsenelement 127-1, wobei das Linsenelement 127-1 beispielsweise ringförmig oder in der Form eines (einen gewissen Bogenwinkel beschreibenden) Ringausschnitts ausgebildet sein kann. Auch in einem solchen Fall kann sich eine Querschnittsansicht wie in den 2A und 2B gezeigt darstellen. Im Folgenden wird nur beispielshaft davon ausgegangen, dass zwei separate Linsenlemente 127-1 an dem Halteabschnitt 127-2 angeordnet sind. In anderen Ausführungsbeispielen können auch mehr als zwei, nämlich beispielsweise drei, vier oder sogar mehr als vier separate optische Linsenelemente 127-1 als Teil der optischen Zoomvorrichtung 127 vorgesehen sein. It is also conceivable that the radial lens arrangement 200 only a lens element 127-1 , wherein the lens element 127-1 for example, annular or in the form of a (a certain arc angle descriptive) ring section may be formed. Even in such a case, a cross-sectional view as in the 2A and 2 B shown represent. In the following, it is assumed only by way of example that two separate lens elements 127-1 at the holding section 127-2 are arranged. In other embodiments, more than two, namely, for example, three, four or even more than four separate optical lens elements 127-1 as part of the optical zoom device 127 be provided.

Die optischen Linsenelemente 127-1 können zum Hineinzoomen oder Herauszoomen entlang der vertikalen Richtung Z (der z-Achse 102) in den Zwischenraum hinein- oder hinausgefahren werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Stellantrieb vorgesehen sein (nicht dargestellt), welcher an dem Halteabschnitt 127-2 angreift, um diesen mitsamt den daran ortsfest angeordneten Linsenelementen 127-1 vertikal zu verschieben. The optical lens elements 127-1 can be used to zoom in or out along the vertical direction Z (the z-axis 102 ) are moved in or out of the gap. For this purpose, for example, an actuator may be provided (not shown), which on the holding portion 127-2 attacks to this one together with the fixedly arranged thereon lens elements 127-1 move vertically.

Durch die ortsveränderliche Anordnung der optischen Linsenelemente 127-1 in dem ersten Zwischenraum 151 kann insbesondere ein im Wesentlichen radial verlaufender Abschnitt des Strahlenwegs des Lichts aus dem Erfassungsbereich derart beeinflusst werden, dass eine für eine Projektion auf der Beobachtungsfläche 110 maßgebliche Brennweite der Radialobjektivanordnung 200 verändert wird. Auf diese Weise kann gezielt eine Vergrößerung und/oder Verkleinerung der Projektion des Beobachtungsbereichs auf der Beobachtungsfläche 110 bewirkt werden. By the spatially variable arrangement of the optical lens elements 127-1 in the first space 151 In particular, a substantially radially extending portion of the beam path of the light from the detection range can be influenced such that one for a projection on the observation surface 110 relevant focal length of the radial lens assembly 200 is changed. In this way, it is possible to specifically increase and / or reduce the projection of the observation area on the observation area 110 be effected.

Zum Einstellen der Brennweite ist ferner die Position der Linsenelemente 127-1 innerhalb der Radialobjektivanordnung 200 entlang einer radialen Richtung der optischen Ringe 122, 124, 126 verstellbar. Beispielsweise ist zu diesem Zweck der Halteabschnitt 127-2 mittels eines Stellantriebs in einer horizontalen Ebene (welche zu einer Radialebene der optischen Ringe 122, 124, 126 parallel ist) verschiebbar. To adjust the focal length is also the position of the lens elements 127-1 within the radial lens assembly 200 along a radial direction of the optical rings 122 . 124 . 126 adjustable. For example, for this purpose, the holding section 127-2 by means of an actuator in a horizontal plane (which to a radial plane of the optical rings 122 . 124 . 126 parallel) is displaceable.

Ferner kann die Position der optischen Linsenelemente 127-1 innerhalb des ersten Zwischenraums 151 entlang der Umfangsrichtung der optischen Ringe 122, 124, 126 verschiebbar sein. Zu diesem Zweck kann das mindestens eine optische Linsenelement 127-1 in dem ringförmigen ersten Zwischenraum 151 beweglich geführt sein. Beispielsweise ist der Halteabschnitt 127-2 mittels eines Stellantriebs um die z-Achse 102 herum drehbar, um die Position der optischen Linsenelemente 127-1 entlang der Umfangsrichtung des ringförmigen ersten Zwischenraums 151 zu verstellen. Further, the position of the optical lens elements 127-1 within the first space 151 along the circumferential direction of the optical rings 122 . 124 . 126 be displaceable. For this purpose, the at least one optical lens element 127-1 in the annular first space 151 be guided in a mobile way. For example, the holding section 127-2 by means of an actuator around the z-axis 102 rotatable about the position of the optical lens elements 127-1 along the circumferential direction of the annular first space 151 to adjust.

Wird beispielsweise ein Mittelpunkt der optischen Ringe 122, 124, 126 der Radialobjektivanordnung 200 als Mittelpunkt eines Kugelkoordinatensystems betrachtet, so können die optischen Linsenelemente 127-1 entlang der Umfangsrichtung der optischen Ringe 122, 124, 126 derart gezielt verstellbar sein, dass lediglich Licht aus einem bestimmten Azimutwinkelbereich des Erfassungsbereichs von den optischen Linsenelementen 127-1 erfasst und gebrochen wird. Auf diese Weise wird die gezielte Auswahl eines Beobachtungsabschnitts anhand eines Azimutwinkelbereichs ermöglicht. Eine Größe des Azimutwinkelbereichs kann beispielsweise von den Ausmaßen der optischen Linsenelemente 127-1 bestimmt sein. For example, becomes a center of the optical rings 122 . 124 . 126 the radial lens assembly 200 considered as the center of a spherical coordinate system, so can the optical lens elements 127-1 along the circumferential direction of the optical rings 122 . 124 . 126 be specifically adjusted so that only light from a certain azimuth angle range of the detection range of the optical lens elements 127-1 is captured and broken. In this way, the selective selection of an observation section based on an azimuth angle range is made possible. A size of the azimuth angle range may be, for example, the dimensions of the optical lens elements 127-1 be determined.

Es kann in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein, mehrere voneinander beabstandete Linsenelemente 127-1 an dem Halteabschnitt 127-2 anzuordnen. So kann ein erforderlicher Verstellweg (und ggf. eine damit einhergehende erforderliche Verstellzeit) verringert werden, wenn ein bestimmter Azimutwinkelbereich des Erfassungsbereichs zum Zweck des Hereinzoomens oder Herauszoomens von einem Linsenelement 127-1 erfasst werden soll; denn wenn mehrere voneinander beabstandete Linsenelemente 127-1 vorgesehen sind, wird im Mittel der erforderliche Bogenwinkel, um welchen die nächstliegende Linse verstellt werden muss, geringer sein als in dem Fall, in welchem nur ein Linsenelement 127-1 vorgesehen ist. It may be advantageous in this context, a plurality of spaced-apart lens elements 127-1 at the holding section 127-2 to arrange. Thus, a required adjustment path (and possibly a required adjustment time associated therewith) can be reduced if a certain azimuth angle range of the detection area is used for the purpose of zooming in or out of a lens element 127-1 to be recorded; because if a plurality of spaced-apart lens elements 127-1 are provided, the required arc angle, by which the nearest lens must be adjusted on average, be lower than in the case in which only one lens element 127-1 is provided.

Es wird darauf hingewiesen, dass in einer alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform ein oder mehrere optische Linsenelemente 127-1 als Teil einer optischen Zoomvorrichtung 127 radial außerhalb der äußere Manteloberfläche 122-1, 124-1, 126-1 angeordnet sein kann, derart, dass das Licht aus dem Erfassungsbereich das mindestens eine optische Linsenelement 127-1 passiert bevor es in die äußere Manteloberfläche 122-1, 124-1, 126-1 eintritt. Beispielsweise kann sich zu diesem Zweck ein Halteabschnitt 127-2 der optischen Zoomvorrichtung 127 radial nach außen über die äußeren Manteloberfläche 122-1, 124-1, 126-1 hinaus erstrecken, wobei das mindestens eine Linsenelement 127-2 in einem äußeren Randbereich des Halteabschnitts 127-2 und somit radial außerhalb der äußeren Manteloberflächen 122-1, 124-1, 126-1 angeordnet ist. It should be noted that in an alternative embodiment (not shown) one or more optical lens elements 127-1 as part of an optical zoom device 127 radially outside the outer shell surface 122-1 . 124-1 . 126-1 may be arranged, such that the light from the detection area, the at least one optical lens element 127-1 happens before it gets into the outer mantle surface 122-1 . 124-1 . 126-1 entry. For example, for this purpose, a holding section 127-2 the optical zoom device 127 radially outward over the outer shell surface 122-1 . 124-1 . 126-1 extend beyond, wherein the at least one lens element 127-2 in an outer edge region of the holding portion 127-2 and thus radially outside the outer shell surfaces 122-1 . 124-1 . 126-1 is arranged.

Bei der Abwandlung gemäß 2C sind die inneren Manteloberflächen 122-2, 124-2, 126-6 der zentralen Umlenkeinheit 120 mit der Kegelmanteloberflächenfläche 160-1 vereint worden; wie weisen also jeweils eine entsprechende Anschrägung gegenüber der z-Achse 102 auf. In the modification according to 2C are the inner mantle surfaces 122-2 . 124-2 . 126-6 the central deflection unit 120 with the cone surface surface 160-1 been united; So, in each case have a corresponding bevel with respect to the z-axis 102 on.

Der Mittelpunktswinkel des Kegels bei den Ausführungsbeispielen gemäß 2A2C beträgt beispielsweise 45 Grad. Die Höhe des Kegels und damit die Gesamthöhe der drei optischen Ringen 122, 124 und 126 beträgt beispielsweise 10 mm und der Durchmesser der etwa kreisförmigen Beobachtungsfläche 110 beträgt z.B. 25 mm. Die optischen Ringen 122, 124 und 126 haben beispielsweise einen Durchmesser von jeweils etwa 215 mm. The center angle of the cone in the embodiments according to 2A - 2C is for example 45 Degree. The height of the cone and thus the total height of the three optical rings 122 . 124 and 126 is for example 10 mm and the diameter of the approximately circular observation surface 110 is for example 25 mm. The optical rings 122 . 124 and 126 For example, have a diameter of about 215 mm.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele eignen sich jeweils insbesondere, um in den technischen Gebieten der Bewegungserkennung, Bewegungsdetektion, Bilderkennung und der Lichtintensitätsbestimmung sowie im Bereich der Datenkommunikation eingesetzt zu werden. Insbesondere eignen sie sich zum Erzeugen einer Abbildung einer 360°-Rundumsicht des Erfassungsbereichs. Ferner eignen sie sich, im Rahmen eines bewegungsfreien Sensors für Kommunikationssignale und/oder Umgebungsabbildungen eingesetzt zu werden; sie taugen sowohl für den Taggebrauch als auch für den Nachtgebrauch. The exemplary embodiments described are particularly suitable in each case for use in the technical fields of motion detection, motion detection, image recognition and light intensity determination as well as in the field of data communication. In particular, they are suitable for generating an image of a 360 ° all-round view of the detection area. Furthermore, they are suitable for use as part of a motion-free sensor for communication signals and / or environmental images; They are suitable for both daytime use and night use.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Einfallendes Licht Incident light
12 12
Weitergeleitetes Licht Redirected light
100 100
Erste Ausführungsform der Radialobjektivanordnung First embodiment of the radial lens assembly
102 102
z-Achse z-axis
104 104
x-Achse X axis
110 110
Beobachtungsfläche viewing area
120 120
Zentrale Lichtumlenkeinheit Central light deflection unit
122 122
Erster optischer Ring First optical ring
122-1 122-1
Äußere Manteloberfläche des ersten optischen Rings Outer mantle surface of the first optical ring
122-2 122-2
Innere Manteloberfläche des zweiten optischen Rings Inner mantle surface of the second optical ring
124 124
Zweiter optischer Ring Second optical ring
124-1 124-1
Äußere Manteloberfläche des zweiten optischen Rings Outer mantle surface of the second optical ring
124-2 124-2
Innere Manteloberfläche des zweiten optischen Rings Inner mantle surface of the second optical ring
126 126
Dritter optischer Ring Third optical ring
126-1 126-1
Äußere Manteloberfläche des dritten optischen Rings Outer mantle surface of the third optical ring
126-2 126-2
Innere Manteloberfläche des dritten optischen Rings Inner mantle surface of the third optical ring
127 127
Zoomvorrichtung Zoom device
127-1 127-1
Optisches Linsenelement Optical lens element
127-2 127-2
Halteabschnitt holding section
150 150
Zweiter Zwischenraum Second space
151 151
Erster Zwischenraum First gap
160 160
Lichtsammeleinheit Light collection unit
160-1 160-1
Kegelmanteloberfläche Cone-shaped shell surface
160-2 160-2
Kegelspitze apex
200 200
Zweite Ausführungsform der Radialobjektivanordnung Second Embodiment of the Radial Lens Assembly
Z Z
Vertikale Richtung Vertical direction

Claims (13)

Radialobjektivanordnung (100; 200) zum Erzeugen einer optischen Abbildung eines Erfassungsbereichs, umfassend – eine zentrale Lichtumlenkeinheit (120), die ausgebildet und angeordnet ist, aus dem Erfassungsbereich kommendes Licht (10) zu brechen und gerichtet weiterzuleiten; – eine Lichtsammeleinheit (160), die ausgebildet und angeordnet ist, von der zentralen Lichtumlenkeinheit (120) weitergeleitetes Licht (12) zu empfangen und zum Erzeugen der optischen Abbildung auf eine Beobachtungsfläche (110) der Lichtsammeleinheit (160) zu projizieren; wobei die zentrale Lichtumlenkeinheit (120) eine Anzahl von optischen Ringen (122, 124, 126) umfasst, welche ortsfest in der Radialobjektivanordnung (100; 200) angeordnet sind, wobei ein jeweiliger der Anzahl von optischen Ringen (122, 124, 126) eine äußere Manteloberfläche (122-1; 124-1; 126-1) umfasst, welche in radiale Richtung weist, und wobei die zentrale Lichtumlenkeinheit (120) derart angeordnet ist, dass das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht (10) an der jeweiligen äußeren Manteloberfläche (122-1; 124-1; 126-1) einfällt; dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Lichtumlenkeinheit (120) eine optische Zoomvorrichtung (127) zum Hineinzoomen in einen Beobachtungsabschnitt des Erfassungsbereichs und/oder zum Herauszoomen aus einem Beobachtungsabschnitt des Erfassungsbereichs umfasst, wobei der Beobachtungsabschnitt durch das Hineinzoomen auf der Beobachtungsfläche (110) vergrößert abgebildet wird, und wobei der Beobachtungsabschnitt durch das Herauszoomens auf der Beobachtungsfläche (110) verkleinert abgebildet wird. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) for generating an optical image of a detection area, comprising - a central light deflection unit ( 120 ), which is designed and arranged, light coming from the detection area ( 10 ) to break and directionally forward; A light collecting unit ( 160 ), which is formed and arranged, from the central Lichtumlenkeinheit ( 120 ) transmitted light ( 12 ) and to generate the optical image on an observation surface ( 110 ) of the light collecting unit ( 160 ) to project; wherein the central light deflection unit ( 120 ) a number of optical rings ( 122 . 124 . 126 ) which are fixed in the radial objective arrangement ( 100 ; 200 ), wherein a respective one of the number of optical rings ( 122 . 124 . 126 ) an outer shell surface ( 122-1 ; 124-1 ; 126-1 ), which points in the radial direction, and wherein the central Lichtumlenkeinheit ( 120 ) is arranged such that the light coming from the detection area ( 10 ) on the respective outer mantle surface ( 122-1 ; 124-1 ; 126-1 ) is incident; characterized in that the central light deflection unit ( 120 ) an optical zoom device ( 127 ) for zooming in on an observation section of the detection area and / or for zooming out of an observation section of the detection area, the observation section being formed by zooming in on the observation area (FIG. 110 ) and wherein the observation section by zooming out on the observation surface ( 110 ) is displayed in reduced size. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Zoomvorrichtung (127) beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise derart in einem Strahlenweg des Lichts von dem Erfassungsbereich zu der Lichtsammeleinheit angeordnet ist, dass das aus dem Erfassungsbereich kommende Licht mindestens einen Teil der optischen Zoomvorrichtung (127) passiert, bevor es in die Lichtsammeleinheit (160) eintritt. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 1, characterized in that the optical zoom device ( 127 ) is arranged at zooming in and / or zooming out at least partially in such a beam path of the light from the detection area to the light collection unit, that the light coming from the detection area at least a part of the optical zoom device ( 127 ) before it enters the light collecting unit ( 160 ) entry. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Zoomvorrichtung (127) beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise in einem Strahlenweg des aus dem Erfassungsbereich kommenden Lichts zwischen der äußeren Manteloberfläche (122-1; 124-1; 126-1) und der Lichtsammeleinheit (160) angeordnet ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the optical zoom device ( 127 ) when zooming in and / or zooming out at least partially in a ray path of the light emerging from the detection area between the outer mantle surface ( 122-1 ; 124-1 ; 126-1 ) and the light collecting unit ( 160 ) is arranged. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens eine Ausnehmung, die an mindestens einem der optischen Ringe (122, 124, 126) ausgebildet ist, wobei die optische Zoomvorrichtung (127) beim Hineinzoomen und/oder beim Herauszoomen mindestens teilweise in der Ausnehmung angeordnet ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 3, characterized by at least one recess which on at least one of the optical rings ( 122 . 124 . 126 ), wherein the optical zoom device ( 127 ) is arranged at zooming in and / or when zooming out at least partially in the recess. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der optischen Ringe (122, 124, 126) wenigstens abschnittsweise in radialer Richtung durchbrochen ist und einen ersten Zwischenraum (151) ausbildet, wobei die optische Zoomvorrichtung (127) mindestens beim Hineinzoomen und/oder Herauszoomen mindestens teilweise in dem ersten Zwischenraum (151) angeordnet ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 3 or 4, characterized in that at least one of the optical rings ( 122 . 124 . 126 ) is at least partially broken in the radial direction and a first space ( 151 ), wherein the optical zoom device ( 127 ) at least when zooming in and / or zooming out at least partially in the first space ( 151 ) is arranged. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung und/oder der erste Zwischenraum (151) eine Form aufweist, die mindestens einen Abschnitt eines Rings beschreibt, welcher zu dem mindestens einen optischen Ring (122, 124, 126) konzentrisch ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the recess and / or the first intermediate space ( 151 ) has a shape which describes at least a portion of a ring which is connected to the at least one optical ring ( 122 . 124 . 126 ) is concentric. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Zoomvorrichtung (127) mindestens ein optisches Linsenelement (127-1) umfasst. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the optical zoom device ( 127 ) at least one optical lens element ( 127-1 ). Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des mindestens einen optischen Linsenelements (127-1) innerhalb der Radialobjektivanordnung (100; 200) entlang einer Umfangsrichtung der optischen Ringe (122, 124, 126) verstellbar ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 7, characterized in that a position of the at least one optical lens element ( 127-1 ) within the radial lens assembly ( 100 ; 200 ) along a circumferential direction of the optical rings (FIG. 122 . 124 . 126 ) is adjustable. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des mindestens einen optischen Linsenelements (127-1) innerhalb der Radialobjektivanordnung (100; 200) entlang einer radialen Richtung der optischen Ringe (122, 124, 126) verstellbar ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to claim 7 or 8, characterized in that a position of the at least one optical lens element ( 127-1 ) within the radial lens assembly ( 100 ; 200 ) along a radial direction of the optical rings (FIG. 122 . 124 . 126 ) is adjustable. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer Position des mindestens einen optischen Linsenelements (127-1) innerhalb der Radialobjektivanordnung (100; 200) entlang einer vertikalen Richtung (Z), welche auf einer radialen Richtung und auf einer Umfangsrichtung der Ringe (122, 124, 126) senkrecht steht, verstellbar ist. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that a position of the at least one optical lens element ( 127-1 ) within the radial lens assembly ( 100 ; 200 ) along a vertical direction (Z), which in a radial direction and on a circumferential direction of the rings (Z) 122 . 124 . 126 ) is vertical, is adjustable. Radialobjektivanordnung (100; 200) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens einen Stellantrieb zum kraftbetätigten Verstellen einer Position des mindestens einen Linsenelements (127-1). Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to one of claims 8 to 10, characterized by at least one actuator for power-operated adjustment of a position of the at least one lens element ( 127-1 ). Radialobjektivanordnung (100; 200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Ringe (122, 124, 126) und die Lichtsammeleinheit (160) in einem monolithischen Materialstück der Radialobjektivanordnung (100; 200) ausgebildet sind. Radial lens assembly ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the optical rings ( 122 . 124 . 126 ) and the light collecting unit ( 160 ) in a monolithic piece of material of the radial objective arrangement ( 100 ; 200 ) are formed. Optischer Sensor zum Überwachen eines Erfassungsbereichs, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor eine Radialobjektivanordnung (100; 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist. Optical sensor for monitoring a detection range, characterized in that the optical sensor has a radial objective arrangement ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60037040T2 (en) * 1999-12-31 2008-08-21 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem PANORAMIC STEREO CAMERA ARRANGEMENTS FOR RECORDING PANORAMIC PICTURES FOR A PANORAMIC STEREO IMAGE PAIR
DE102013208722A1 (en) * 2013-05-13 2014-11-13 Universität Potsdam Radial objective arrangement

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333826B1 (en) * 1997-04-16 2001-12-25 Jeffrey R. Charles Omniramic optical system having central coverage means which is associated with a camera, projector, or similar article
US20040008423A1 (en) * 2002-01-28 2004-01-15 Driscoll Edward C. Visual teleconferencing apparatus
DE102004047932A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Wide-angle lens
GB0820416D0 (en) * 2008-11-07 2008-12-17 Otus Technologies Ltd Panoramic camera

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60037040T2 (en) * 1999-12-31 2008-08-21 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem PANORAMIC STEREO CAMERA ARRANGEMENTS FOR RECORDING PANORAMIC PICTURES FOR A PANORAMIC STEREO IMAGE PAIR
DE102013208722A1 (en) * 2013-05-13 2014-11-13 Universität Potsdam Radial objective arrangement

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